【中國數字視聽網訊】歷經20余年的發展與沉淀，矩陣市場需求逐年遞增，特別是應用在平安城市、城市交通等領域，仍然有不俗的表現。數字矩陣市場在近兩年有明顯走高趨勢，需求率保持在15%左右，有關調研機構預測，到2014年視頻矩陣市場將達到14億元。

什么是視頻矩陣？簡單來說就是根據需求把M路輸入信號切換到N路輸出終端上面的一種設備（這種信號可以是音頻的，也可以是視頻的，也可以是混合的），操作過程比較簡單，可以通過遙控器或者鍵盤等其他設備就能進行控制。現實中我們經常能看見工作人員坐在顯示器前通過操作一些按鈕，來對現場的環境進行監控。這種監控在我們的生活可以說已經應用的很廣泛了。通過信號的切換把任何一路輸入顯示到設置的顯示終端上面，而可以進行放大、縮小、拉近拉遠、切換鏡頭等一系列操作。這樣做既能起到監控的作用，還能很大程度避免一個顯示終端對應一個輸入信號的浪費。這便是視頻矩陣帶來的操作便捷作用。

而按照實現視頻切換的不同方式，矩陣主要可以歸為兩類，即模擬矩陣和數字矩陣。模擬視頻矩陣即視頻切換在模擬視頻層完成。信號切換主要是采用單片機或更復雜的芯片控制模擬開關實現；數字視頻矩陣即視頻切換在數字視頻層完成。數字矩陣的核心是對數字視頻的處理，需要在視頻輸入端增加AD轉換，將模擬信號變為數字信號，在視頻輸出端增加DA轉換，將數字信號轉換為模擬信號輸出。自第一臺視頻切換矩陣問世以來，模擬視頻切換矩陣經過不斷的改進和創新，技術已然成熟。模擬矩陣也有過它風光的過去，但隨著整個安防產品向數字化、網絡化方向發展，以及DVR等安防新品的推出，原來占據市場主流的模擬矩陣倍感捉襟見肘。

模擬矩陣內外受敵或將面臨市場淘汰

近年來，各類公共安全事件、自然災害、治安刑事案件時有發生，社會治安環境日益復雜，因而，如何建立和健全社會治安監控體系已成為和諧社會建設的重中之重，而身為監控系統排頭兵的矩陣更是肩負重擔。可是，隨著整個安防產品向數字化、網絡化方向發展，以及DVR等安防新品的推出，原來占據市場主流的模擬矩陣正面臨著前所未有的挑戰和困境。

從自身來講，由于模擬矩陣發展時間比較久，系統穩定性以及成熟性都比較好，但是隨著系統向復雜化、遠距離傳輸方向發展，模擬矩陣的缺點越來越凸顯出來。杭州力弘電子有限公司市場部經理陳宏平細數了模擬矩陣的“四宗缺陷”：一是只適合于小范圍的區域監控：基帶模擬視頻信號傳輸主要依賴同軸電纜，其傳輸距離短。如采用視頻光端機技術傳輸，也經常局限于一個城市，這就決定了模擬監控矩陣系統只適合于小范圍的場所；二是系統的擴展能力差：對于已經建好的系統，如要增加新的監控點，很難添加到原有的系統之中；三是對大系統，施工困難，安裝調試復雜；四是系統升級困難，各廠家產品兼容性不好。

當前，模擬矩陣可謂內外受敵，除了前面談到的那些內傷之外，在行業中還受到DVR和NVS的巨大沖擊。據天津天地偉業數碼科技有限公司監控產品部經理鄧曄介紹：“從目前市場應用來看，由于監控行業的特殊性和適用性，對于一個監控系統來說DVR幾乎是必備，而矩陣是選配。模擬矩陣總體增量需求已呈現停滯甚至萎縮態勢，中小型視頻監控系統中矩陣的配置比例將會進一步降低。”因而從長遠看，模擬矩陣已經不是很適合未來系統的要求。

數字矩陣闖進人們視野

進入21世紀，伴隨著數字視頻壓縮技術的發展，數字產品逐漸大量進入監控系統，安防新貴——數字矩陣也順勢闖進人們的視野。與模擬矩陣不同，數字矩陣主要由視頻編碼解碼設備和管理軟件平臺構成，以網絡為視頻交換平臺，輸入視頻和輸出視頻之間的切換以數據包交換方式進行。準確地說，數字矩陣并不是一臺設備，而是由IP攝像機、編解碼設備、管理平臺以及網絡傳輸系統組成的一個數字化監控系統。數字矩陣的優勢主要有：可以任意擴容、靈活配置、可以實現設備分布式設計和布局，以便更好利用網絡資源。然而剛出道的數字矩陣也存在不少軟肋。數字矩陣雖說受到業內人士的青睞，然而由于現在前端攝像機主要以仿真為主，壓縮編碼不能兼容、成本高等原因，單純的數字應用比較少，此外，在應用中出現的視頻質量、延時等問題也為用戶所詬病。

視頻矩陣順勢搶市，未來將面臨哪些問題？

從使用者的角度出發，會發現用戶對大型視頻監控系統的要求，不再滿足于保障人員和資產的安全，不僅對視頻瀏覽的便捷性(任意時間和任意地點觀看視頻)、視頻錄像的品質(實時、高畫質)和視頻畫面的指標(高幀率、高分辨率)提出了更高的標準，而且要求視頻監控系統向更快的聯動反應速度、異常事件應急處理、行為分析和視頻數字識別轉變。

這就需要廠商充分了解客戶實際需求，完善網絡平臺架構的同時，在產品設計的細節上充分考慮如何適應用戶的要求，解決實際操作中的問題。矩陣作為大型視頻監控系統中不可或缺的核心設備，目前的市場又為其提出哪些新的問題？

1、矩陣的視頻容量多：不僅是輸入攝像頭數量的增加，而且由于各級管理部門對視頻資源的共享要求，矩陣的輸出也從以前的幾十路擴充到上百路。傳統的矩陣由于結構設計問題，單機的輸出路數少，如果要組成這樣的大系統，需要幾十個切換箱，不僅體積大、造價高，而且機箱之間繁多的視頻轉接線也容易導致視頻信號的衰減，從而影響顯示的效果。

2、要通過網絡實現對矩陣的遠程控制：大型監控系統經常會遇到跨地域的聯網控制和管理，對于傳統矩陣，視頻輸出可以通過光端機或者編解碼器實現遠程傳輸，矩陣的通訊信號大多采用RS-485或者RS-232方式，如果距離比較遠或者沒有現成的光纖資源，就必須通過網絡傳輸。

3、矩陣級聯系統兼顧圖像實時高清和互聯互控：在平安城市項目中，大多需要采用矩陣級聯系統，不僅市局的中心矩陣要控制切換下級派出所矩陣，不同轄區的派出所矩陣之間經常需要互相調看圖像控制云臺，從而更從容的應對跨轄區的突發緊急。

4、終端用戶數量多：和傳統矩陣系統只需要幾個分控用戶不同，現在的大型視頻監控系統注重協同管理和對監控區域的及時處理，所以終端用戶的數量通常會增加到十幾個甚至幾十個(比如平安城市項目往往需要區局矩陣為下級所有派出所用戶分配多路視頻輸出的切換控制權限)，并發的控制信號和廣播的狀態數據也同步增加，這就給矩陣CPU處理能力和總線吞吐數據的能力帶來較大的負荷。而且不同的用戶需要具備不同的權限以便操作不同的監視器和攝像頭，每個攝像頭都可以為每個用戶設定不同的權限。

5、多級視頻傳輸中圖像的文字標識：視頻聯網后，經過多級矩陣疊加的中英文信息不僅標注位置不統一，而且容易重疊，無法看清標注內容，甚至覆蓋了視頻圖像，影響了圖像的質量，不利于進行綜合指揮調度。而且目前對于視頻圖像的疊加的漢字也從簡單標注提升到字體美觀和利于觀看的標準，傳統的16×16/16×12點陣漢字和不可調整的字號已經很難滿足要求。

6、快球控制操作的靈敏和準確度需要提升：隨著平安城市建設的展開，快球由于其高速的云臺旋轉和準確的角度定位等特點，市場占有率迅速攀升。這就要求矩陣能夠提供對快球的完美支持。比如城市治安監控不但需要通過快球實現對高速移動的動態目標實時跟蹤，更需要對緩慢移動的行人進行近景放大后的準確追蹤定位，而目前大多數矩陣對快球云臺的轉動控制精度太粗，放大圖像后的云臺操作容易偏離目標，無法精確定位;甚至云臺運動的時候不能鏡頭變倍;鏡頭變倍的時候不支持變速;這些都無疑將系統的整體性能大打折扣。

7、對緊急事件的應急預案處理：矩陣作為視頻切換的核心設備，需要響應各種聯動信息，將關聯的視頻圖像及時切換顯示在屏幕墻上。特別是大型系統，在遇到突發事態時，要根據發生的情況，采用不同的策略，這時，準確、豐富、及時的圖像顯示將提供有力的幫助。傳統的矩陣只能根據報警信號，聯動預先編輯好的切換序列，即便具備了宏指令，也只是聯動切換一個輸入，如果是不同時間段內的不同警情需要將不同快球的不同預置位顯示在不同的監視器上，就無能為力了。

8、對報警點和視頻點進行分區管理：系統需要根據實際的客戶要求，將不同的報警點劃歸到不同的分區，每個分區可以具備獨立的報警響應，而且支持報警記錄和操作記錄，對于分散區域的獨立布防監控管理非常有幫助。

9、多個監視器同步切換快速：由于矩陣輸出路數較多，經常需要多個監視器同時翻頁切換，而這正是對矩陣切換速度的考驗，如果盡可能地讓用戶感覺不到多個監視器各自前后視頻切換時的滾動條紋，是衡量矩陣性能的一個標準。

10、具備可靠的接口保護：由于大型系統連接設備龐雜繁多，室外監控點比例大，給矩陣的穩定性也帶來了嚴峻的考驗，視頻輸入輸出接口和控制通訊接口都需要考慮防靜電、防雷感應和防電源浪涌。

安防各廠商需有應對解決方案

高清監控矩陣仍然處于不斷演進的過程中。伴隨著傳輸的視頻帶寬不斷增加，高頻信號在線路中不同頻率有不同的衰減，因此芯片供應廠商需要在芯片內增加預加重和均衡(EQ)功能，并且讓這種功能可編程，以適應不同的線長。同時，未來更高速度的串行接口(類似于JESD204B)將會被開發出來，以適應高帶寬大型數字矩陣的需要。

而這些挑戰主要來自于監控工程應用對可靠性、實時性和可部署性的需求，如在可靠性方面，要求有強大的算法基礎、有針對具體應用需求的規則和抗干擾能力；在實時性方面，要求系統具備實時輸入、實時運算和實時控制的能力；在可部署性方面，要求系統能與當前混合式(模擬與數字)監控系統無縫聯接，可獨立工作、可內嵌至設備，并具備規則設定與維護能力，以及達到低成本的目標。為了提高系統的可靠性，一批矩陣開發廠商進行了大膽的嘗試。未來矩陣系統將朝著數字高清化、集成化、智能化，以及更加友善的人機界面方向發展。

此外，基于多種高清視頻監控方案，要實現大規模的組網建設需求，在后端的矩陣控制上也有不少的技術難點。不同系統的通信格式構建在不同的結構上，IP網絡監控是通過網絡進行通信，HD-SDI監控是通過同軸差分進行數據傳輸，而高清晰度模擬系統是通過電纜進行模擬視頻的傳輸，如果要將三者組建在一個監控組網內，就必須要將所有設備進行格式轉換。其中，不同制式的圖像轉換是最大的問題，如何將像素大小不同、數據格式不同、傳輸延時不同的畫面投射到統一的大屏幕上，這需要方案廠家和芯片設計廠家的共同努力。